2014 Fiscal Year Annual Research Report
ボールエンドミルによる硬脆材料の切削加工に関する研究
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23560145
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
大野 威徳 帝京大学, 理工学部, 講師 (70509083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 隆 東京電機大学, 工学部, 教授 (20199855)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | ボールエンドミル / 曲面切削 / ソーダライムガラス / 石英ガラス / 脆性破壊 / 切れ刃稜線形状 / 三角波状微細構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・単結晶ダイヤモンド製ボールエンドミルによりソーダライムガラスに対し切削試験を実施した。ボールエンドミル切れ刃稜線上に周期2ミクロン、振幅0.58ミクロン、1ミクロンおよびそれぞれを交互に変化させた三角波状微細構造を生成し、各工具で傾斜角45度として、一定の軸方向切込みを与えて溝切削を実施した。試験の結果1.微細構造の振幅により脆性破壊特性が変化する、2.振幅1ミクロンの三角波微細構造の例で（微細構造を生成していない例も含めて）脆性破壊がもっとも抑制されることが確認された。これは１．ボールエンドミル切削において切れ刃に微細構造が存在する場合、材料除去が微細構造先端に集中して行われること、2.微細構造直下の内部応力が形状に依存して変化し、今回の試験では、三角波状微細構造の頂角が90度の場合で亀裂の材料内部への進展が抑制される応力状態となったことが原因と推測される。また、同一試験を石英ガラスについても実施した結果、ソーダライムガラスと異なり切れ刃稜線形状に拠らずサブミクロンレベルの微細な脆性破壊が仕上げ面全体に発生した。両者の破壊特性の違いを生む要因としてガラスを構成するシリカの架橋構造の変形挙動が考えられる。
・上記のボールエンドミルを用いた切削試験において、工具の送りに並行した方向への傾斜角による脆性破壊への影響についても検証を行った。光学顕微鏡により仕上げ面を観察した結果からは工具傾斜による脆性破壊の変化は観察されなかった。ただし、時間的制約のため仕上げ面断面の観察を行っていないこと、工具送りに対し垂直方向への傾斜角については検討を行っていないことから、試験結果の詳細な考察は上記の実施も含めて今後の課題として残す。
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| Remarks |
現在、本課題の研究成果に基づく加工技術について特許申請を準備中である。
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